Exposition aiguë au diesel : effets prolongés sur l'inflammation et la vascularisation (DEVA)

Introduction Le diesel et ses produits représentent l'un des polluants les plus courants affectant les personnes vivant dans les zones urbaines et rurales du monde. La majorité des patients qui fréquentent les services d'urgence sont susceptibles d'avoir été exposés de manière chronique aux gaz d'échappement des moteurs diesel, en particulier ceux qui vivent à proximité de routes et d'autoroutes urbaines très fréquentées. On considère que les gaz d'échappement diesel contribuent à plus de 50 % des particules atmosphériques dont la masse est inférieure à 10 μM (PM10) de diamètre aérodynamique moyen, responsables de la pollution de l'air. Pour les particules fines inférieures à 2,5 μM (PM2,5) et les particules extrêmement petites inférieures à 0,1 μM de diamètre, la contribution à la pollution de l'air est beaucoup plus importante. Ces particules sont suffisamment petites pour être inhalées et déposées dans les poumons où elles peuvent exercer des effets délétères.

En Europe et au Japon, des études épidémiologiques ont mis en évidence des taux élevés de morbidité cardiovasculaire, ainsi que de maladies respiratoires aiguës et chroniques, à la suite d'une exposition professionnelle aux gaz d'échappement diesel. Des études expérimentales sur des animaux ont également montré que l'exposition aux émissions diluées des moteurs diesel altère les performances systoliques du ventricule gauche, la commande sympathique, la fibrose/fibrinolyse et accélère l'athérosclérose. Les études épidémiologiques et les modèles animaux expérimentaux sont cependant assez imprécis quant aux mécanismes responsables de ces effets et à l'impact clinique de l'exposition chronique aux gaz d'échappement diesel. De plus, bien qu'une relation ait été documentée entre les syndromes coronariens aigus (SCA) et l'exposition aiguë aux gaz d'échappement des moteurs diesel, on ne sait pas si une exposition à relativement court terme peut provoquer des réponses inflammatoires prolongées et/ou affecter la fonction endothéliale et les propriétés de la paroi vasculaire chez de manière à favoriser potentiellement le développement de changements athérosclérotiques.

Le but de cette étude est d'évaluer l'impact d'une exposition à court terme aux gaz d'échappement diesel sur l'élasticité artérielle, la fonction vasculaire et les biomarqueurs inflammatoires.

Méthodes Population de l'étude Les volontaires seront inclus dans cette étude randomisée, en double aveugle et croisée. Tous les volontaires qualifiés pour participer à l'étude seront exempts de maladie cardiovasculaire, d'hypertension, de diabète sucré, de maladie pulmonaire et de maladies inflammatoires ou chroniques aiguës. Les sujets qui présenteront un électrocardiogramme à 12 dérivations de base anormal et/ou des tests de la fonction respiratoire altérés seront exclus de l'étude.

Les personnes prenant des médicaments cardiovasculaires, des suppléments d'antioxydants ou de vitamines, des contraceptifs oraux ou des agents anti-inflammatoires au cours des deux mois précédant l'inclusion dans l'étude seront exclues.

Les femmes recevant un traitement hormonal substitutif et les femmes préménopausées ayant des cycles menstruels irréguliers seront également exclues de l'étude. Toutes les femmes sélectionnées pour l'étude subiront des tests de grossesse avant chaque session d'étude.

Conception de l'étude Il s'agit d'une étude croisée randomisée en double aveugle. Tous les sujets seront exposés à l'air ou aux polluants en deux séances qui se dérouleront à 4 semaines d'intervalle entre 8h00 et 10h00 dans un laboratoire ad hoc. Dans chaque session, les sujets subiront une période d'exposition de 2 heures à des quantités contrôlées de gaz d'échappement diesel ou d'air filtré. Lors de chaque séance, des mesures de marqueurs de la fonction vasculaire (dilatation médiée par le flux, vitesse de l'onde de pouls et indice d'augmentation), de l'activité sympathique et des tests sanguins décrivant le profil inflammatoire et fibrinolytique auront lieu. Ces mesures seront effectuées au départ (avant exposition-T0), à la fin de la séance de 2 heures (T2) et 24 heures après la fin de l'exposition (T24) (Figure 1).

Les mesures chez chaque femme participant à l'étude seront effectuées à la même phase du cycle menstruel (phase lutéale tardive). Les participants s'abstiendront de boire de l'alcool ou des liquides contenant de la caféine et d'utiliser des médicaments contenant de la caféine ou de fumer. Tous les volontaires seront évalués après avoir été à jeun pendant au moins 8 h. Les participants seront chargés d'éviter les changements d'habitudes alimentaires et d'activité physique pendant la période d'étude.

Gaz d'échappement diesel et exposition à l'air filtré L'exposition des volontaires aux gaz d'échappement diesel sera réalisée dans une pièce de 30 m2 spécialement conçue et hermétiquement fermée. Les gaz d'échappement diesel seront produits par un moteur diesel (2500 cc et 100-150HP) et distribués par un système de tuyauterie dans la salle d'exposition. Avant le début de l'étude, les niveaux intérieurs de monoxyde de carbone (CO) ainsi que les concentrations de particules fines en suspension dans l'air (PM2,5) seront mesurés, contrôlés et maintenus dans les limites souhaitées à l'aide d'instruments environnementaux portables. Afin de garantir des niveaux d'exposition adéquats aux PM2,5 et au CO, toutes les mesures seront contrôlées et comparées aux normes respectives de la Commission européenne. Plus précisément, 25 µg/m3 (limite annuelle moyenne) pour les particules PM2,5 et 10 µg/m3 (moyenne maximale quotidienne sur 8 heures) pour le CO.

Mesures vasculaires Évaluation de la fonction endothéliale À l'aide d'un transducteur à ultrasons linéaire (U/S), la fonction endothéliale sera évaluée en estimant la dilatation médiée par le flux (FMD) dans l'artère brachiale, conformément aux protocoles normalisés.

Mesures de la rigidité artérielle centrale La vitesse de l'onde de pouls (PWV) carotido-fémorale, un indice de rigidité aortique, sera calculée à partir des mesures du temps de transit du pouls et de la distance entre 2 sites d'enregistrement (PWV = distance, en mètres, divisée par le temps de transit, en secondes) à l'aide d'un dispositif non invasif bien validé (SphygmoCor ; AtCor Medical, Sydney, Australie) comme décrit précédemment.

Mesure des réflexions des ondes L'AIx de la forme d'onde de la pression centrale (aortique) sera calculée comme un indice composite des réflexions des ondes et de la rigidité artérielle à l'aide d'un système validé et disponible dans le commerce (SphygmoCor ; AtCor Medical, Sydney, Australie) qui utilise le principe de l'aplanation tonométrie. Les formes d'onde de la pression radiale seront calibrées en fonction de la pression artérielle systolique sphygmomanométrique et de la pression artérielle diastolique mesurées dans l'artère brachiale. Étant donné que l'AIx est influencé par les modifications de la fréquence cardiaque, il a été corrigé de manière appropriée (corrigé pour une fréquence cardiaque stable de 75 bpm ; AI75).

Évaluation de l'activité sympathique La variabilité de la fréquence cardiaque (HRV) exprime l'impact du système nerveux autonome sur l'activité cardiaque. Une faible HRV peut être attribuée à une augmentation du tonus sympathique et s'est avérée associée à une augmentation de la morbidité et de la mortalité cardiovasculaires. L'activité sympathique sera évaluée en calculant la HRV avec une étude électrocardiographique continue (ECG) qui a été enregistrée pendant 20 minutes par un appareil Holter. Les données ECG seront ensuite transférées sur un ordinateur pour l'évaluation de la VRC, qui a été effectuée conformément aux directives internationales en vigueur, et l'écart type des intervalles normaux à normaux (SDNN) sera mesuré. (logiciel Holter, Synescope, version 3.1, ELA Medical, France).

Marqueurs de fibrinolyse et d'inflammation Un échantillon de sang veineux à jeun sera prélevé par ponction veineuse au départ (avant exposition-T0), à la fin de la séance de 2 heures (T2) et 24 heures après la fin de l'exposition (T24). Les échantillons de sang veineux seront centrifugés à 3 000 tr/min et le sérum sera prélevé et conservé à -80 °C jusqu'au dosage.

Le statut prothrombotique a été évalué en mesurant les taux de fibrinogène à l'aide du système Multifibren® U. L'activité fibrinolytique sera évaluée avec des mesures des taux plasmatiques de protéine C et de l'activité de la protéine S, qui ont été mesurées par le kit STA® - Staclot® Protein C et les kits HemosIL™ Protein S Activity, respectivement. De plus, les changements par rapport à la ligne de base dans le profil inflammatoire induit par les gaz d'échappement diesel seront étudiés en mesurant la protéine C-réactive (CRP) sérique à l'aide de l'appareil Architect Abbott.